«Самые массивные звезды всегда редки, но они оказывают огромное влияние на химическую и физическую эволюцию галактики, в которой они находятся», — сказал ведущий ученый Рубаб Хан, научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Эти звезды производят и распределяют большое количество химических элементов, жизненно важных для жизни, и в конечном итоге взрываются как сверхновые.Расположенная на расстоянии около 7500 световых лет в южном созвездии Киля, эта Киля затмевает наше Солнце в 5 миллионов раз. Двойная система состоит из двух массивных звезд, находящихся на узкой 5,5-летней орбите.
По оценкам астрономов, масса более массивной звезды примерно в 90 раз больше массы Солнца, а масса меньшего спутника может превышать 30 масс Солнца.Как одна из ближайших лабораторий для изучения звезд большой массы, Эта Киля была уникальным важным астрономическим камнем с момента ее извержения в 1840-х годах. Чтобы понять, почему произошло извержение и как оно связано с эволюцией массивных звезд, астрономам потребовались дополнительные примеры. Ловля редких звезд во время кратковременных последствий крупной вспышки приближается к уровню сложности «игла в стоге сена», и до исследования Хана ничего подобного Eta Carinae обнаружено не было.
«Мы знали, что есть другие», — сказал соисследователь Кшиштоф Станек, профессор астрономии в Университете штата Огайо в Колумбусе. «Это был действительно вопрос того, что нужно искать, и проявить настойчивость».Работая со Скоттом Адамсом и Кристофером Кочанеком из штата Огайо и Джорджем Соннеборном из Годдарда, Хан разработал своего рода оптический и инфракрасный отпечаток пальца для идентификации возможных близнецов Эта Карина, или для краткости «близнецов Эта».Пыль образуется в газе, выброшенном массивной звездой. Эта пыль затемняет ультрафиолетовый и видимый свет звезды, но она поглощает и переизлучает эту энергию в виде тепла на более длинных волнах среднего инфракрасного диапазона. «С помощью Spitzer мы видим устойчивое увеличение яркости, начиная с 3 микрон и достигая максимума от 8 до 24 микрон», — пояснил Хан. «Сравнивая это излучение с затемнением, которое мы видим на оптических изображениях телескопа Хаббла, мы могли определить, сколько пыли присутствует, и сравнить его с количеством, которое мы видим вокруг Эта Киля».
Первоначальный обзор семи галактик с 2012 по 2014 год не выявил близнецов Эта, что подчеркивает их редкость. Однако он идентифицировал класс менее массивных и менее ярких звезд, представляющих научный интерес, демонстрируя, что поиск был достаточно чувствительным, чтобы найти звезды, подобные Эта Киля, если бы они присутствовали.В ходе последующего исследования, проведенного в 2015 году, команда обнаружила двух близнецов-кандидатов Эта в галактике M83, расположенных на расстоянии 15 миллионов световых лет, и по одному в NGC 6946, M101 и M51, расположенных между 18 и 26 миллионами световых лет. лет. Эти пять объектов имитируют оптические и инфракрасные свойства Eta Carinae, указывая на то, что каждый из них, скорее всего, содержит звезду большой массы, погребенную в газе и пыли с массой от 5 до 10 солнечных.
Дальнейшие исследования позволят астрономам более точно определить их физические свойства. Результаты были опубликованы в выпуске журнала Astrophysical Journal Letters от 20 декабря.Космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба (JWST), запуск которого запланирован на конец 2018 года, оснащен прибором, идеально подходящим для дальнейшего изучения этих звезд.
Средне-инфракрасный прибор (MIRI) имеет в 10 раз большее угловое разрешение, чем у приборов на борту Spitzer, и наиболее чувствителен на длинах волн, на которых близнецы Эта наиболее ярко светят. «В сочетании с большим главным зеркалом JWST, MIRI позволит астрономам лучше изучать эти редкие звездные лаборатории и находить дополнительные источники в этой увлекательной фазе звездной эволюции», — сказал Соннеборн, научный сотрудник NASA по работе с JWST. Потребуются наблюдения JWST, чтобы подтвердить, что близнецы Эта являются настоящими родственниками Eta Carinae.Космический телескоп Спитцер находится в ведении Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния.
Научный центр Спитцера в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене проводит научные операции.